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Vorrichtung zur willkürlichen Umstellung von Zeichenelementen für
Verschlüsselungsgeräte Die meisten bekannten Verschlüsselungsgeräte, die eine unregelmäßige
Zeichenverschiebung herbeizuführen gestatten, sind so gebaut, daß sie eine sich
selbständig entwickelnde Umstellfolge erzeugen, die durch entsprechende Einstellung
eines zweiten gleichen Gerätes rekonstruierbar ist. Dies ist notwendig, um dem Empfänger
der Meldung die Möglichkeit zu geben, die der Verschlüsselung zugrunde gelegte Umstellfolge
zur Entschlüsselung des Codetextes zu rekonstruieren.
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Im Grunde genommen handelt es sich dabei um Geräte, die eine beliebig
lange, im voraus mathematisch festgelegte Schriftzeichenfolge erzeugen, wobei es
dann den Partnern genügt zu wissen, wie die Geräte eingestellt sind und wie die
Ausgangslage beschaffen ist.
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Die erwähnten bekannten Geräte haben, bedingt durch ihren Aufbau,
den gemeinsamen Nachteil, daß sie durch diese verschlüsselten Texte in vielen Fällen
mittels moderner elektronischer Rechenmaschinen in relativ kurzer Zeit entschlüsselt
werden können. Diese Tatsache ergibt sich zwanglaufig daraus, daß alle diese Geräte
eine mathematische Entwicklung durchführen, die durch Kenntnis von Elementen derselben
teilweise rekonstruierbar ist. Sie sind somit im weiteren Sinne keine Verschlüsselungs-,
sondern lediglich- Verschleierungsgeräte. Eine
vollkommen sichere
Verschlüsselung kann nur dadurch herbeigeführt werden, daß die Umstellung der einzelnen
Schriftzeichen bzw. deren Ersatz durch andere völlig willkürlich erfolgt. Ein Anwendungsbeispiel
dieser willkürlichen Festsetzung von Umstell- oder Schrittfolgen - stellt der bekannte
Spielwürfel 'dar.
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Da die Reihenfolge der so festgelegten Umstellungen nicht zwangläufig
vorbestimmt ist, läßt sie sich auch nicht durch Kenntnis der Ausgangslage rekonstruieren.
Man wird deshalb im Nachrichtenwesen Schlüsseltabellen aufstellen, die auf Grund
willkürlicher Umstellung geschrieben oder gedruckt werden und diese den Partnern
zur Verfügung stellen. Dabei ist aber der große Nachteil in Kauf zu nehmen, daß
die Partner jeweils die komplette Tabelle besitzen müssen: Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur willkürlichen Umstellung von Zeichenelementen für Verschlüsselungsgeräte,
welche die Möglichkeit bietet, verhältnismäßig rasch Schlüsseltexttabellen aufzustellen
bzw. Schlüssellochstreifen zu stanzen, wobei der Umstellanordnung Zufälligkeiten
zugrunde liegen.
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In den Zeichnungen sind mehrere . Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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Fig. i ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
eines Verschlüsselungsgerätes nach der Erfindung; Fig. 2 und 3 zeigen zwei abgeänderte
Ausführungsbeispiele im Schnitt; Fig. q. und 5 sind schaubildliche Darstellungen
von Einzelteilen zweier weiterer abgeänderter Ausführungsbeispiele; Fig. 6 ist eine
schematische Darstellung im Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles, und
Fig. 7 ist ein Querschnitt 'von Fig. 6.
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Es bezeichnet, im-Ausführungsbeispiel nach Fig. i, die Bezugsziffer
i ein kreisförmig gebogenes Rohr, das einem hin und her verschiebbaren Kolben als
Zylinder dient und deshalb in der nachfolgenden Beschreibung als Zylinder bezeichnet
wird. Am oberen Ende trägt der Zylinder i einen Trichter 3, der einen Teil einer
Zylinderwandung . mit Waagerechter Achse darstellt. Die.zum Zylinder führende Öffnung
des Trichters ist mit 31 bezeichnet. Ein Kolben 2 ist über eine bogenförmige Stange
q. mit einem Arm 5 starr verbunden, der um eine Achse 6 schwenkbar ist, die mit
dem Krümmungsmittelpunkt des Zylinders i zusammenfällt. Es kann hier- erwähnt werden,
daß man sich die Zeichnungsebene in Fig. i senkrecht vorstellen soll. Eine Feder
7 greift an den Arm 5, um den entriegelten' Kolben 2 im Zylinder i bis zur Öffnung
31 hineinzudrücken.
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Oberhalb des Trichters 3 dreht sich um die Achse 8 im Sinne des Pfeiles
A eine flache Trommel 9, deren unterer Teil von dem Trichter 3 konzentrisch umschlossen
ist. Die Trommel 9 enthält mehrere sektorähnliche Hohlräume, von denen zwei dargestellt
und mit io bzw. ii bezeichnet sind. Diese Hohlräume besitzen je zwei Öffnungen iol,
102 bzw. 111, 112 am Umfang der Trommel. Jeder Hohlraum enthält eine Anzahl von
Kugeln, beispielsweise zehn Kugeln, die durch die Öffnungen des Hohlraumes hinein-
und herausgleiten können. Während der Drehung der Trommel kommen die Öffnungen iol,
zog, ii' und 112 der Reihe nach mit der Trichteröffnung 31 in Verbindung, so daß
Kugeln aus dem Hohlraum in den Zylinder i oberhalb des Kolbens 2 eintreten können.
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Jedesmal, wenn eine solche Verbindung besteht, wird. .der Kolben 2
durch einen Steuerhebel 13, der über eine finit dem Arm 5 fest verbundene Kurvenscheibe
x2 bewegt wird, in seiner niedrigsten Lage festgehalten.
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Zu bemerken ist nun, daß die Trichteröffnung 31 kalibriert .ist, daß
die meisten Kugeln eines Hohlraumes durch die Öffnung 31 ohne weiteres herabgleiten
können, während eine oder mehrere der Kugeln des Hohlraumes so groß gewählt sind,
daß sie durch die Öffnung 31 nicht hindurchgehen können. Es werden somit Kugeln-
so lange aus dem'Hohlraum in den Zylinder i eintreten, bis eine größer kalibrierte
Kugel an die Öffnung 31 gelängt und letztere sperrt. Die Trommel 9, die sich vorzugsweise
schrittweise dreht, jedoch aber auch ununterbrochen bewegt werden kann, dreht sich
nach einer kurzen Zeitspanne weiter. In demselben Augenblick wird der Kolben 2 freigegeben
und bewegt sich unter der Wirkung der Feder 7. wieder nach oben, bis er dadurch
angehalten wird, daß die im Zylinder befindlichen Kugeln nicht mehr nach oben bewegt
werden können, was dann eintritt, wenn die oberste Kugel gegen den Umfang der Trommel
9 gedrückt wird. Die Endlage des Kolbens wird somit durch die Anzahl der oberhalb
des Kolbens im Zylinder i befindlichen Kugeln festgelegt. Durch ein an der Seite
der sektorförmigen Kurvenscheibe 12 vorgesehenes Fenster 14 kann eine dieser Kolbenlage
entsprechende Ziffer einer am Sektor 12 vorgesehenen Zifferreihe abgelesen werden,
oder es kann auch die entsprechende Ziffer einer am Umfang des Sektors vorgesehenen
Typenreihe 15 auf einen Papierstreifen 16 mit Hilfe eines Druckhammers 17 abgedruckt
werden, indem der Druckhammer durch eine -Öffnung 18 einer den Umfang des Sektors
überdeckenden Platte ig auf die gerade gegenüber dieser Öffnung befindliche Type
schlägt.
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Sobald während der fortgesetzten Drehung der Trommel 9 die hintere
Öffnung des Hohlraumes, im dargestellten Falle die Öffnung ii' des Hohlraumes ii,
gerade oberhalb der Trichteröffnung 31 zu stehen kommt, wird durch die Wirkung der
Feder 7 das Drehkolbensystem im Uhrzeigersinn bewegt, so daß alle oberhalb des Kolbens
im Zylinder i eingefallenen Kugeln wieder in den Hohlraum zurückgedrängt werden,
worauf das Gerät sich wieder in der Ausgangslage befindet.
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Wenn die nächstfolgende Öffnung eines Hohlraumes, und zwar im dargestellten
Beispiel die Öffnung iol des Hohlraumes io, über die Trichteröffnung 31 gelangt,
spielt sich der gleiche Vorgang, wie oben beschrieben, aufs neue ab. Es istverständlich,
daß durch das Drehen der Trommel 9 die Kugeln sich jeweils mischen können und so
durch reine Zufälligkeit mehr oder weniger- Kugeln in den Zylinder i eintreten.
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In Fig. 2 ist eine Abänderung der oben beschriebenen Ausführungsform
veranschäulicht, bei welcher die
Kugeln nicht unterschiedlich kalibriert
sind. Hierbei wird ein Magnet 2o am oberen Ende des Zylinders i derart angeordnet,
daß er eine Kugel aus magnetischem Material anziehen kann, wenn sie in den- Zylinder
eintritt. Es ist jedoch nur eine oder einige Kugeln magnetisch, während die meisten
Kugeln aus nichtmagnetischem Material bestehen. Diese Ausführung wirkt ähnlich wie
die bereits beschriebene, denn beim Eintreffen- einer magnetischen Kugel bei 31
wird das weitere Eintreten von Kugeln in den Zylinder verhindert.
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Eine dritte Ausführungsart, nach Fig. 3, weist in der Nähe von 31
eine Kontaktanordnung auf, wobei die Kugeln aus Isoliermaterial bestehen und die
gekennzeichneten Kugeln aus leitendem Material. Sobald eine dieser leitenden Kugeln
bei 31 sich vorbeibewegt, wird durch ein elektrisches System der Abdruck einer der
Nummern ausgelöst. Es wird hier angenommen, daß der Kolben 2 sich in der Ruhelage
oben befindet und durch die Schwerkraft der eintretenden Kugeln verschoben wird.
Durch ein Steuersystem wird am Schluß einer Periode der Kolben wieder aufwärts bewegt,
um die Kugeln in den Drehkörper zurückzustoßen. In diesem Falle ist es nicht notwendig,
daß das Eintreten weiterer Kugeln nach der kontaktgebenden Kugel verhindert wird:
Sofern dafür gesorgt ist, daß der Abdruck der Nummer sehr rasch erfolgt, hat das
weitere Eintreten und das dadurch bedingte weitere Verdrehen des Sektors 12 keinen
Einfluß auf die Zufälligkeit der jeweiligen Einstellung des Sektors beim Abdruck.
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Im allgemeinen kommt es also darauf an, daß sich eine Anzahl Kugeln
im Hohlraum befindet und daß darunter besonders gekennzeichnete Kugeln in wenigen
Exemplaren vorliegen, wobei die Kennzeichnung dergestalt ist, daß die Kugeln beim
Vorbeigehen am Punkt 31 genau identifiziert werden können und sie dadurch die Vorrichtung
auf irgendeine Weise eindeutig beeinflussen. Es ist dabei hauptsächlich Wert darauf
zu legen, daß die Unterscheidungsmerkmale der gekennzeichneten und der neutralen
Kugeln derart sind, daß sie wohl für die Auslösung der Apparatur bzw. des Abdruckes
eindeutig unterschieden werden können, daß aber die Kennzeichnung der spezifischen
Kugeln keinerlei Einfluß auf die Mischung während der Drehung der Trommel haben
soll, um eine möglichst hohe Zufallswahrscheinlichkeit zu erreichen. Nach Fig. 4
können verschiedene solche kompletten Auswahlvorrichtungen 12 nebeneinander angeordnet
werden, die unabhängig voneinander arbeiten und lediglich gemeinsam angetrieben
werden.
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Nach Fig. 5 kann der Sektor 12 mit Stiften 24 versehen sein, die einen
Streifen 25, der einen sich jeweils gegen den Sektor 12 hin bewegenden Block 26
durchläuft, nach einem Lochsystem stanzen.
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Eine auf demselben Grundgedanken beruhende Abänderung dient zur ausschließlichen
Herstellung von Fünfer-Lochstreifen und wird nachstehend an Hand von Fig. 6 erläutert.
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Die Fallkörper bestehen aus zylindrischen Stäben 27 einheitlicher
Länge. Die Drehtrommel 9 ist länglich, so daß die Stäbe axial darin liegen. Der
Kolben 2 läßt in der untersten Stellung nur insgesamt fünf Stäbe einfallen. - Die
wenigen Sonderstäbe zeichnen sich durch größere Länge aus und sind mindestens in
fünf Exemplaren vorhanden. Im Meßzylinder i, der seitlich offen ist, sind somit
nach dem Einfallen der Stäbe stets deren fünf vorhanden: o bis max. 5 »normale«,
die restlichen »besondere«, d. h. längere Stäbe.
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Ein Stößel 28 stößt die eingefallenen Stäbe (nach rechts in
der Zeichnung) gegen fünf Stanzstempel 29, die von Federn 30 (nach links) gehalten
werden. Im Schlitz 31 wird schrittweise ein Papierstreifen vorgeschoben. Wenn der
Stößel 2,8 nun nach rechts läuft; dann werden die Stempel 29 vor den langen
Stäben den Streifen lochen, die vor den normalen Stäben liegenden jedoch nicht.
Der Stößel 28 fährt hierauf zurück; und der Kolben 2 schiebt die Stäbe wieder
in die Drehtrommel zurück.
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Falls bei den mit Kugeln arbeitenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung an Stelle von Zahlen Alphabetzeichen zur Umstellung verwendet werden,
so sind entsprechend mehr Kugeln einzufüllen, insgesamt jeweils pro Kammer 25 bzw.
26 Kugeln.
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Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen können Einrichtungen getroffen
sein, um die Trommel in Schwingungen versetzen zu können oder zwangläufig zu erschüttern,
um eine verbesserte Mischung der Kugeln oder sonstigen Fallkörper zu erreichen.